高大海,陳 斌,賀位忠
(1. 浙江省舟山市林業(yè)工作站,浙江 定海 316021;2. 浙江省舟山市林業(yè)科學(xué)研究院,浙江 定海 316000)
目前,人們對植物的抗旱性研究十分重視,但研究主要集中在農(nóng)作物、牧草等的抗旱性和抗旱性狀,對不同品種灌木類地被植物抗旱性的研究較少。許多學(xué)者都從不同角度的研究得出一定的抗旱指標,但還不能用單一指標充分可靠地測定品種的抗旱性。植物的抗旱性是指植物對水分脅迫的適應(yīng)能力,包括株體抵抗水分虧缺和從缺水土壤中吸水的能力,生物學(xué)鑒定法是抗旱性鑒定的一種簡單易行的方法[1~3]。失水傷害后的植株復(fù)活率正是這樣一種簡單的直觀方法,同時由于葉片是對干旱反應(yīng)最早最敏感的器官之一,所以離體葉片持水力能夠反映植物在干旱情況下對水分的保持能力。用離體葉片室內(nèi)自然干化測定的葉片含水率,是測定品種抗旱性的重要指標。
本研究選用的自然失水脅迫法是將植株置于室內(nèi),在同樣的溫、濕度等環(huán)境條件下,用受干旱后植株葉片含水率、干旱脅迫后植株表現(xiàn)情況、傷害后的植株復(fù)活率和離體葉片含水率變化作為評價厚葉石斑木、赤楠、柃木、濱柃、鈍齒冬青這5種植物抗旱性。
試驗材料為柃木(Eurya japonica)、濱柃(E. emarginata)、厚葉石斑木(Raphiolepis umbellata)、赤楠(Syzygium buxifolium)、鈍齒冬青(Ilex crenata)5種植物的3年生容器苗。試驗在2009年6月進行,每種處理30盆,對苗木進行干旱處理。干旱處理前將所有植株放置室內(nèi),澆透水,以水溢出容器為標準,隨后停止?jié)菜_始進行自然干旱,隨后立即對離體葉片進行含水量測定。在干旱試驗期間觀察記錄不同植物的外部形態(tài)如初次頂葉枯萎、初次葉片卷曲、較多葉片卷曲、植株死亡等癥狀首次出現(xiàn)的時間,并且測試干旱脅迫后5種不同植物葉片組織含水率變化。脅迫第7、第9、第11、第13天在取樣測定葉片失水率后,各處理每次取5盆,足量澆水并在3 d后觀察統(tǒng)計植株復(fù)活率。
植物組織含水量是反映植株體內(nèi)水分狀況的重要指標。水分變化反映了組織的實際含水量與其飽和含水量之差,反映植物的保水能力,變化值越大,說明組織內(nèi)水分虧缺越嚴重,植物的抗旱力越小。因此,含水量的變化是評定抗旱能力的一個重要因素[4~5]。試驗結(jié)果表明,經(jīng)過13 d的干旱脅迫,土壤含水量已急劇降低,由32.1%下降到3%左右,在第7天時已下降到7.9%。與此同時,5種植物葉片組織的含水量也出現(xiàn)不同幅度的下降。整體來看,植物的保水能力從大到小依次是赤楠 >濱柃 > 鈍齒冬青 > 厚葉石斑木 > 柃木。在分別對5種植物第7、第9、第11、第13天的失水率作單因素方差分析后,結(jié)果表明,這5種植物經(jīng)過干旱處理后,不同脅迫天數(shù)之間差別明顯,含水率變化差異都達到顯著水平,說明在同等干旱條件下,抗旱能力從大到小依次是赤楠、濱柃、鈍齒冬青、厚葉石斑木、柃木。
由表2表明,經(jīng)過20 d的干旱脅迫,5種植物表現(xiàn)差別很大:第4天時,厚葉石斑木、赤楠、柃木均出現(xiàn)初次頂葉枯萎,而鈍齒冬青、濱柃分別在第7、第11天才出現(xiàn)初次頂葉枯萎,初次葉片卷曲時間也不一,初次葉片卷曲和較多葉片卷曲的間隔時間分別為2 ~ 6 d,從植株死亡的時間來看,也反映了5種植物抗旱能力的大小,柃木、厚葉石斑木死亡最早,赤楠與濱柃最遲。綜合對干旱脅迫后植株的總體表現(xiàn)情況,得出抗旱能力從大到小依次是濱柃 > 赤楠 > 鈍齒冬青 > 厚葉石斑木 > 柃木。
植株復(fù)活情況直接可以表明干旱處理后對植株的個體損傷。統(tǒng)計結(jié)果表明,干旱處理第7天時基本無影響,大于11 d對5種植物傷害都很大。到第13天時,除赤楠尚有60%的植株能夠恢復(fù)生長外,其它4種植物的復(fù)活率都降低到20%,甚至完全萎焉,不能恢復(fù)生長。比較而言,赤楠植株恢復(fù)生長最好,其次為濱柃、厚葉石斑木、鈍齒冬青,柃木傷害最為嚴重,因此復(fù)活率最低。綜合對干旱脅迫后植株復(fù)活率,得出抗旱能力的大小為:赤楠 > 濱柃 > 厚葉石斑木 > 鈍齒冬青 > 柃木,這一結(jié)果與干旱脅迫后植株表現(xiàn)情況和干旱脅迫后5種植株葉片組織失水率得出的結(jié)論基本一致。
離體葉片含水量測定可以模擬植株停止從外界土壤吸取水分后,植株葉片含水量的變化情況。離體葉片含水量下降幅度越小,持水能力越強,植株的抗旱能力越大。表4對5種植物離體葉片含水量的測定結(jié)果表明,5種植物的葉片組織離體0 ~ 9 h后,組織含水量下降幅度差異很大,由表4可以看出赤楠葉片含水量下降幅度最小,即對赤楠葉片含水量影響最小。
其中,3 h離體處理對赤楠葉片含水量影響最小,下降不到4.5%,其余植物均超過4.5%,3 ~ 9 h,除赤楠葉片含水率下降幅度變緩?fù)猓溆?種植物含水率下降幅度相對一致,鈍齒冬青總體下降幅度最大??傮w失水率幅度,最小者為赤楠,濱柃、厚葉石斑木、柃木居中,鈍齒冬青最大。這說明在總體趨勢上,單個組織的持水力與植株整體抵抗干旱脅迫的反應(yīng)并不一致,但總體下降趨勢基本一致。
表3 干旱脅迫后5種植物復(fù)活率Table 3 Recovery rate after drought stress with different days%
表4 干旱脅迫后5種植物離體葉片含水率變化Table 4 Changes of moisture content in detached leaves of 5 plants after different hours of drought stress%
通過對干旱后植株葉片含水率變化、干旱脅迫后植株表現(xiàn)情況、傷害后的植株復(fù)活率和離體葉片含水率變化作為4個評價因子進行評價后發(fā)現(xiàn),厚葉石斑木、鈍齒冬青、赤楠、柃木、濱柃的平均隸屬度為0.43、0.35、0.78、0.23、0.65。
本研究對5種地被植物進行抗旱能力鑒定,使用不同指標得出的結(jié)果有所差異,因此最后對各指標進行了多指標綜合判定,綜合4個因素的分析得出5樹種抗旱性強弱依次為赤楠 > 濱柃 > 厚葉石斑木 > 鈍齒冬青 >柃木。
[1] 陳自新. 城市園林植物生態(tài)學(xué)研究動向及發(fā)展趨勢[J]. 中國園林,1991,7(2):15-21.
[2] 陳洪. 木麻黃抗旱生理生化部分特性的研究[J]. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報,2000,15(1):48-54.
[3] 王萬里. 植物對水分脅迫的反應(yīng)[J]. 植物生理學(xué)通訊,1981(5):55-64.
[4] 吳文芳,李隆云. 藥用植物抗旱研究進展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(24):22-26.
[5] 闕生全. 干旱脅迫對金邊瑞香生理特性的影響[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(10):40-43.